طلای سبک وزن 18 عیار ساخته شده از پلاستیک

محققان ETH به طور باور نکردنی با استفاده از یک ماتریس پلاستیکی به جای عناصر آلیاژی فلزی، یک طلای 18 عیار بسیار سبک ساخته اند.

عاشقان ساعت های طلا و جواهرات سنگین هیجان زده خواهند شد زیرا اشیاء مورد نظر آنها ممکن است روزی بسیار سبک تر شوند، اما بدون از دست دادن هیچ یک از زرق و برق خود.

این موضوع به خصوص در مورد ساعت ها صدق میکند زیرا وزن کم می تواند تفاوت را ایجاد کند. هیچ کس دوست ندارد ساعت سنگینی را روی مچ دست خود ببندد، حتی اگر از طلای واقعی ساخته شده باشد چونکه پس از مدتی، ناراحت کننده و آزاردهنده می شود.

Leonie van’t Hag دارای مدرک فوق دکتری در آزمایشگاه ETH به سرپرستی Raffae Mezzenga، که پروفسور مواد غذایی و مواد نرم بود، تصمیم گرفت شکل جدیدی از طلا بسازد که وزن آن حدود پنج تا ده برابر کمتر از طلای 18 عیار رایج است.

مخلوط متداول معمولاً سه چهارم طلا و یک چهارم مس است که چگالی آن حدود 15 گرم بر سانتی متر مکعب است.

بنابراین برای این طلای سبک وزن جدید درست نیست که چگالی آن فقط 1.7 گرم بر سانتی متر مکعب باشد و با این حال هنوز هم طلای 18 عیار میباشد.

آنها چگونه به این سبکی معجزه آسا رسیدند؟

van’t Hag ، Mezzenga و همکارانش به جای یک عنصر آلیاژی فلزی، از الیاف پروتئینی و یک لاتکس پلیمری برای تشکیل ماتریکسی استفاده کردند که در آن دیسک‌های نازکی از نانوبلورهای طلا را تعبیه کردند که علاوه بر این، طلای سبک وزن حاوی تعداد زیادی کیسه هوای کوچک است که با چشم قابل مشاهده نیست.

بررسی محققان در مورد این فرآیند به تازگی در مجله Advanced Functional Materials منتشر شده است.

در اینجا محققان، طلای سبک وزن جدید را می‌سازند: ابتدا مواد را به آب اضافه می کنند و پراکندگی ایجاد می کنند. پس از افزودن نمک برای تبدیل پراکندگی به ژل، آب موجود در آن را با الکل جایگزین می کنند سپس ژل الکل را در یک محفظه فشار قرار می دهند، جایی که فشارهای بالا و یک جو

فوق بحرانی CO2 امکان اختلاط الکل و گاز CO2 را فراهم می کند. هنگامی که فشار آزاد می شود، همه چیز آن را به یک ائروژل همگن شبیه (پارچه بسیار نازک یا به نازکی تار عنکبوت) تبدیل می کند.

در این فرآیند گرما را می توان بعداً برای بازپخت پلیمرهای پلاستیکی اعمال کرد، بنابراین مواد را تغییر شکل می‌دهند و به شکل نهایی مطلوب فشرده می کنند، در عین حال ترکیب 18 قیراطی را حفظ می کند.

بیشتر بخوانید: استفاده از نانوذرات طلا برای بهبود ایمنی بدن

ویژگی قطعه کار پلاستیکی

Mezzenga می‌گوید: «این طلا متریال یک پلاستیک را دارد که اگر تکه‌ای از آن روی سطح سختی بیفتد، صدایی شبیه پلاستیک می‌دهد اما مانند طلای فلزی می درخشد و می توان آن را جلا داد و به شکل دلخواه کار کرد.

محققان حتی می توانند سختی ماده را با تغییر ترکیب طلا تنظیم کنند.

آنها همچنین می توانند لاتکس موجود در ماتریس را با سایر پلاستیک ها مانند پلی پروپیلن جایگزین کنند.

ازآنجایی که پلی پروپیلن در دمای خاصی مایع می شود، “طلای پلاستیکی” ساخته شده با آن می تواند فرآیند ذوب طلا را تقلید کند، اما در دماهای بسیار پایین تر.

علاوه بر این، شکل نانوذرات طلا می‌تواند رنگ ماده را تغییر دهد که «نانوپلاکت‌ها» درخشش مخصوص طلا را تولید می‌کنند، در حالی که نانوذرات کروی طلا، رنگی بنفش به ماده می‌بخشند.

Mezzenga می گوید: به عنوان یک قاعده کلی، دستاورد ما به ما امکان می دهد تقریباً هر نوع طلایی را که انتخاب می کنیم، مطابق با ویژگی های مورد نظر ایجاد کنیم.

طلا برای ساعت سازی و لوازم الکترونیکی

Mezzenga خاطرنشان می کند که طلای پلاستیکی نه تنها در ساخت ساعت و جواهرات تقاضای ویژه ای خواهد داشت، برای کاتالیز شیمیایی، کاربردهای الکترونیکی یا محافظت در برابر تشعشع نیز مناسب است در نتیجه محققان برای هر دو فرآیند و مواد درخواست ثبت اختراع کرده اند.

دانشمندان Mezzenga مدتی پیش با سبک ترین طلای جهان نامی برای خود دست و پا کرده بودند،  درباره طلایی که وزن آن به قدری کم بود که می توانست روی کف کاپوچینو شناور شود.

Mezzenga می‌گوید: “اما متریال این ماده بیش از حد ناپایدار بود و قابل استفاده نبود ولی این بار ما هدف روشنی برای خودمان ایجاد می‌کنیم که یک طلای سبک وزن بتواند عملاً ساخته و پردازش شود و در بسیاری از کاربردهایی که امروزه از طلا استفاده می‌شود، استفاده شود.”

بیشتر بدانید: انتقال دارو با استفاده از نانوذرات طلا برای شکار تومورها

تاریخ: 1403/6/26

مهسا نعمتی